隨著我國進入深水油氣資源實質(zhì)性開發(fā)階段,深水鋼質(zhì)懸鏈線立管(Steel Cantenary Riser,簡稱SCR)作為深水油氣資源開發(fā)的重要裝備,其安裝技術(shù)的研究受到越來越多的重視。本文依托國家863“深水海底管道鋪設(shè)技術(shù)”課題,在獲得深水SCR安裝力學模型近似解析表達式的基礎(chǔ)上,通過開展管土相互作用試驗研究,提出了管土相互作用力預測模型,進而對考慮觸地點(Touch Down Point,簡稱TDP)管土相互作用的深水SCR安裝力學模型進行了研究。最后,采用混合模型試驗方法開展了深水SCR安裝過程模型試驗研究。本文的主要創(chuàng)新成果歸納如下：(1)深水SCR在安裝過程中的形態(tài)控制對于立管的安全至關(guān)重要,本文針對小變形梁理論和懸鏈線理論在深水SCR安裝分析中對懸垂段模擬的局限性,提出了基于大變形梁理論的深水SCR非線性力學模型,實現(xiàn)了對深水SCR安裝的精確模擬,并采用同倫分析法獲得了該力學模型的近似解析表達式,為開展深水SCR安裝計算分析提供了一種簡單易行的方法。(2)深水SCR與海底土壤之間存在復雜的非線性相互作用,使得如何準確掌握TDP區(qū)域管土相互作用成為一個難點。本文建立了一套簡便... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

深水立管結(jié)構(gòu)形式

逐步提升SCR至海面附近。然后，將FPU放出的牽引纜繩連接到SCR牽引頭上，緩慢下放鋪管船A&R絞車纜繩，然后緩慢回收FPU上牽引纜繩，確保將牽引力由A&R絞車纜繩逐步轉(zhuǎn)換至牽引纜繩上(如圖1.5b所示)，并最終將SCR安裝至FPU預定區(qū)域。后鋪設(shè)SCR末端安裝法是指FPU已經(jīng)就位，SCR通過輔助設(shè)備直接連接于 FPU預定位置的方法。在具體的工程實施中，該方法與預鋪設(shè)SCR末端安裝法最大的差別在于沒有從海底提升立管的過程，其它操作與預鋪設(shè)SCR末端安裝法類似。吞、牽弓;纜繩A&R絞車:繩M葺、件ROV牽引纜繩人&又絞車緩繩頭﹁﹄J牽ROV沐海滾海底圖1.5預鋪設(shè)SCR末端安裝法過程 F19.1.5TheProgressofPre一 LaySCRInstallationMethod課題來源本課題的研究得到了國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)油氣勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)及裝備專題“深水海底管道鋪設(shè)技術(shù)”持和資助。海洋技術(shù)領(lǐng)域南海深水(2006AA09A105)的支1.2深水SCR安裝研究現(xiàn)狀深水SCR在安裝過程中，立管懸垂段 (SagBend)由A&R絞車纜繩牽引，立管流線段 (F10wLine)由海底土壤約束。在深水SCR從安裝船舶到目標平臺的轉(zhuǎn)移過程中，其形態(tài)將不斷改變

大連理工大學博士學位論文行了力學分析;clukey等人[58]對土壤剛度模型、溝槽深度、土壤的非線性特性等因素進行了分析研究，指出溝槽深度為為立管疲勞響應(yīng)的決定性因素。海洋工程界在多年研究和工程實踐的基礎(chǔ)上，形成了一批立管設(shè)計規(guī)范[59一6‘]，其中相關(guān)規(guī)范推薦使用彈簧和摩擦系數(shù)162】來模擬立管TDP區(qū)域管土相互作用。隨著深水scR的廣泛應(yīng)用，海洋工程界迫切需要更精確的管土相互作用模擬手段。由于至今尚未透徹了解管土相互作用的物理機制，物理試驗成為研究的必需的手段，各國研究人員通過試驗驗證并改進數(shù)值計算模型。sT班DEJIP在室內(nèi)進行了TDP運動模擬試驗研究[63】(如圖1.6a所示)，用以驗證商業(yè)軟件模擬TDP運動的準確性，特別是浮式平臺極端工況下的運動對TDP區(qū)域受力狀況的影響。同時，ST租DEJIP還在港口進行了模擬墨西哥灣軟粘土深水海床特性的現(xiàn)場試驗164】(如圖1.6b所示)，該試驗研究了浮體平面內(nèi)漂移、海床的剪切強度、溝槽形成速率等因素對立管管土相互作用的影響。

【參考文獻】：
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